青藏高原南部申扎地区寒武纪地层的泛非运动角度不整合

青藏高原南部申扎地区寒武纪地层的泛非运动角度不整合

众所周知，中国青藏高原南部（龙木措、双湖、汉江缝合带南部）没有明确的寒武纪地层，也没有发现精确、典型的“泛非运动”山地组合。泛非事件的具体积累记录一直是学术界不断探索的科学问题。笔者等近期在申扎地区开展地质调查的过程中,发现了寒武系及其与上覆奥陶系之间的角度不整合,这无疑是令人振奋的重要进展,将进一步完善人们对青藏高原及整个冈瓦纳北缘泛非运动的认识。现将野外观察结果草拟成文做一报道。1优雅的外观野外共观察了以下2条剖面。1.1岩石学和矿物学特征扎欠寒武系—奥陶系剖面是近期发现的,也是至今冈底斯地区发现的最为齐全和完整的寒武系剖面,构成了一个单斜构造。1∶25万门巴区幅将这套地层定为石炭系永珠组(C1+2y),而将奥陶系底砾岩命名为索尔碎屑岩,时代为晚侏罗世—早白垩世。由于寒武系的样品测试分析、剖面研究正在进行,目前尚未建立岩石地层单位。寒武系:从上到下初步划分为3段(图1)。上段(∈c):钙质片岩段,位于剖面的北部,其上与泥盆系呈断层接触,其下与中段(变质砂岩段)整合过渡。钙质片岩呈薄层状,黄灰色,东西向膝折现象十分发育,后期叠加了南北向宽缓褶皱。其原岩为薄层泥质、砂质灰岩夹薄层钙质砂岩、粉砂岩。变质粉砂岩的下层面保存有重荷模。中段(∈b):变质砂岩石英岩段,以中薄层变质中细粒砂岩为主,灰黄色、灰绿色,见有较多的白色石英脉,多呈顺层产出,少量斜交岩层,一般宽度5~20cm,最宽可达1.5~2.0m。靠近下部以灰黄色石英岩为主。下段(∈a):变流纹岩夹石英岩段,流纹岩呈灰色、灰黄色、灰白色与灰黑色相间条纹状,流纹构造、块状构造。流纹岩厚度变化较大,薄层仅厚几十厘米,在5048高地单层厚度达数十米。流纹岩熔岩的颜色较深,流纹质角砾岩、凝灰岩的颜色较浅。流纹岩的夹层为石英岩,与中段为整合接触关系。底部被奥陶系砾岩层角度不整合覆盖。寒武系的时代依据:(1)计文化等在扎扛变流纹岩中获得501Ma±2Ma的锆石U-Pb年龄,扎欠地区的变流纹岩与扎扛变流纹岩的岩性和变质程度一致;(2)扎欠砾岩之上为灰绿色、灰色千枚岩和薄层状粉砂岩、细砂岩等组成的复理石,相当于扎扛剖面的早奥陶世扎扛组,向上为含头足类化石的中奥陶世柯尔多组和晚奥陶世刚木桑组。而且与扎扛剖面的剖面结构完全一致,扎欠砾岩(奥陶系底砾岩)之下的地层应为寒武系;(3)寒武系的变质程度明显低于同一地区出露的念青唐古拉岩群,但是高于奥陶系。申扎扎欠剖面奥陶系底砾岩的特征:砾岩层角度不整合于寒武系下段之上(图2-a),不整合面以下的岩层产状北倾,角度为20~40°,奥陶系底砾岩产状南倾,角度为40~50°,不整合面上下的岩层产状以近90°的角度相交(图1)。砾岩层厚度20~30m,砾石成分复杂,有灰绿色中粒变质砂岩、石英岩、白色脉石英、灰黑色板岩,少量的变流纹岩、角砾状流纹岩、钙质片岩、结晶灰岩、花岗岩、白云母石英片岩等,砾石多呈次棱角状—次浑圆状,少数为棱角状,脉石英砾石磨圆较好,变质砂岩砾石磨圆较差,砂泥质胶结(图2-b、c)。砾石砾径一般2~8cm,较大的砾石超过20cm。1.2流纹岩的时代及特征该剖面是吉林大学西藏科研队2000年发现和实测的著名的“P2”扎扛剖面的底部,计文化等对扎扛剖面底部进行了进一步的研究,发现了变流纹岩,获得了501Ma±2Ma的锆石U-Pb年龄(剖面详见参考文献),确定流纹岩的时代为寒武纪。申扎扎扛剖面奥陶系底砾岩的特征:砾岩层的厚度为0.6~1.0m,砾石的成分以变流纹岩为主,变流纹岩砾石占砾石总量的80%以上,其他砾石有脉石英、石英岩、变质砂岩等,砾石砾径(长轴)一般0.5~5cm,较大的砾石长度超过10cm,砾石多呈扁平状,长短轴之比为1∶2~1∶5,长轴平行层面鱼形排列,砾石磨圆较好,砂泥质胶结(图2-d)。砾岩向上变为长石石英砂岩并快速转变为千枚岩和泥质板岩、砂质板岩的互层,构成典型的复理石沉积序列,即1∶25万申扎县幅新建的扎扛组(O1z)。砾岩层与下伏的寒武系变流纹岩、流纹质千枚岩、板岩等呈约20°倾向角度差,局部甚至没有明显的角度关系。2西藏奥陶系青藏高原的寒武系仅出露于喜马拉雅山南坡的巴基斯坦盐岭、印度西姆拉—索里山到尼泊尔加德满都一线,没有反映出“泛非运动”的迹象。冈瓦纳北缘统一变质基底与沉积盖层的关系一直未能搞清,“泛非运动”问题和基底与沉积盖层的关系成了青藏高原构造地质学研究的关键科学问题。国内外学者普遍认为“泛非运动”在喜马拉雅地区应该表现在变质基底与沉积盖层之间,但是两者之间被后期形成的韧性剪切带所分隔,几十年来从未发现可以确认泛非事件的、未被后期改造的经典角度不整合关系。西藏聂拉木地区奥陶系底砾岩、康马地区奥陶系和不整合发现后,人们逐渐把研究的重点转向西藏喜马拉雅地区,获得大量泛非—早古生代造山事件的年龄记录。以往在寻找“泛非运动”的证据时,国内外地质学家把目光集中在喜马拉雅及其以南地区[4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]。北喜马拉雅和康马地区奥陶纪底砾岩的发现,使人们进一步联系到印度和尼泊尔喜马拉雅地区奥陶纪砾岩的性质。在北西喜马拉雅,中奥陶世砾岩角度不整合于变质的沉积岩之上,在中尼泊尔加德满都等地,奥陶纪砾岩和长石砂岩是造山作用的记录,尼泊尔西部的KoraiKholaf地区下奥陶统Damgad组长石砂岩之下有30m厚的底砾岩不整合于前奥陶系之上,砾石直径达到40cm,库蒙地区的Ralam砾岩都应是奥陶系沉积盖层的底砾岩。冈底斯地区的泛非运动界面早在10年前就有线索,但没有引起重视。2009年计文化等报道了申扎扎扛寒武纪变流纹岩的定年成果,这是一个十分重要的发现,已经认识到冈底斯构造带寒武系并非是局部现象,而很可能有一定的分布范围,但仍未涉及不整合的揭示。3本界面的价值(1)在远离造山带前缘的冈底斯地区,泛非运动的记录保存很好,为研究泛非运动提供了良好的剖面。申扎地区保存有目前青藏高原及周边唯一的下奥陶统与寒武系角度不整合的“泛非运动”界面,对研究青藏高原及邻区“泛非运动”具有重要的科学价值。(2)根据简单分析与对比,尽管奥陶系底砾岩成分各地有差异,下伏地质体的时代与性质可能差异很大,但是印度大陆北缘“泛非运动”的结束时间基本是同期的,为早奥陶世—中